一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法，包括：(1)将聚合物溶液引入至盘管加热器中加热，使聚合物溶液在盘管加热器内分成稀溶液相和浓溶液相；(2)对步骤(1)得到的浓溶液相进行闪蒸处理，脱除所述浓溶液相中的溶剂；所述聚合物溶液在所述加热过程中保持全液相状态。所述聚合物溶液为溶液聚合法所得的聚合物溶液，包括聚合物和溶剂；所述聚合物溶液中的聚合物的浓度为5～20wt.％。采用本发明专利技术方法，经盘管加热器与闪蒸串联操作，并控制加热和闪蒸过程中的工艺参数，处理后的聚合物溶液中聚合物的质量浓度可达90质量％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法及系统
本专利技术涉及聚合物制备领域，具体地，涉及一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法及系统。
技术介绍
溶液聚合工艺在高分子材料工业上占有重要地位。采用该工艺可生产纤维、橡胶、塑料、弹性体、涂料和粘合剂等多种产品。但是由溶液聚合生成的聚合物溶液中的聚合物分离相对其他工艺来讲更为复杂。国内通常先通过向该聚合物溶液通入蒸汽进行凝聚汽提操作，将催化剂残渣分解清除，再进行聚合物分离，最终结果是将溶剂、未反应单体，以及残留的少量水等挥发成分除去，并将聚合物制成多孔性小颗粒产品，以便进行后续干燥处理，而溶剂则通过回收装置收集以便循环使用。在现有技术中，通过溶液聚合法生产的合成橡胶或弹性体(如丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶等)时，所得聚合物溶液会先经过凝聚汽提过程，然后进行挤压、脱水、干燥；而对于通过溶液聚合法制备合成树脂(如丁苯树脂、线性低密度聚乙烯)时，所得聚合物溶液不能通过凝聚汽提过程脱除溶剂，需采用其他工艺提高溶液中聚合物的浓度，再经过脱除挥发份处理除去聚合物中残留的溶剂。凝聚过程通常采用双釜凝聚或三釜凝聚，多釜凝聚操作能够提高溶剂脱除效果，并且可采用提浓器设备等措施延长三釜的停留时间，增加溶剂脱除效果。CN102382214A公开了一种聚合产品生产的凝聚工艺，采用三釜压差凝聚于胶粒提浓技术相结合的工艺技术，在第二凝聚釜和第三凝聚釜之间安装提浓器对胶粒水进行提浓，形成了节能降耗的新工艺，但该方法需要采用三个凝聚釜，并且只提浓了第三凝聚釜的浓度，提浓效果有限，并且需要新增提浓器才能够实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术从聚合物溶液中脱除溶剂时存在的局限性以及能耗大、蒸汽消耗大、成本高的缺陷，提供一种新的脱除聚合物溶液中溶剂的方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术提供一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法，包括：(1)将聚合物溶液引入至盘管加热器中进行加热处理，使聚合物溶液在盘管加热器内分成稀溶液相和浓溶液相；(2)对步骤(1)得到的浓溶液相进行闪蒸处理，脱除所述浓溶液相中的溶剂；所述聚合物溶液在所述加热处理过程中保持全液相状态。根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合物溶液为溶液聚合法所得的聚合物溶液，包括聚合物和溶剂；所述聚合物溶液中的聚合物的浓度为5～20wt.％，优选为6～15wt.％。根据本专利技术的优选实施方式，所述聚合物溶液中的聚合物包括橡胶、热塑性弹性体和丙烯酸树脂中的一种或多种，其中，橡胶优选包括丁二烯-苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶中的一种或多种，热塑性弹性体优选包括乙烯-α-烯烃共聚物(POE)、乙烯-α-烯烃-非共轭二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。根据本专利技术的优选实施方式，所述聚合物溶液中的溶剂包括环己烷、环庚烷、甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷和正癸烷中的至少一种。根据本专利技术的一些具体的实施方式，所述乙烯-α-烯烃共聚物为EPR，乙烯-1-丁烯共聚弹性体或乙烯-1-辛烯共聚弹性体。根据本专利技术的一些实施方式，步骤(1)中，在盘管加热器中对聚合物溶液进行加热，使聚合物溶液分层，上层为聚合物浓度小于1wt.％的稀溶液相，下层为聚合物浓度为20-50wt.％的浓溶液相，上层的烯溶液相中主要为溶剂。根据本专利技术的优选实施方式，所述盘管加热器通过蒸汽进行加热，优选所述加热温度为100～250℃，更优选为150～220℃；和/或，所述盘管加热器内的压力为10～50atm。根据本专利技术的优选实施方式，将聚合物溶液引入至盘管加热器中进行加热处理，使聚合物溶液在盘管内分成稀溶液相和浓溶液相，其中稀溶液相分离排出，浓溶液相引入步骤(2)继续处理。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中将所述浓溶液相引入闪蒸装置以对其进行闪蒸处理，进一步脱除所述浓溶液相中的溶剂。根据本专利技术的优选实施方式，所述闪蒸装置优选为闪蒸罐，其中，所述闪蒸罐采用绝热操作，操作压力为1.1～2.0atm，优选为1.3～1.8atm；根据本专利技术的优选实施方式，控制所述浓溶液相在闪蒸罐中的操作液位为闪蒸罐总体积的1/5～1/2，优选为1/4～1/3。根据本专利技术的优选实施方式，将所述浓溶液相引入闪蒸罐，由于闪蒸罐内的压力较小，浓溶液相在闪蒸罐内进行闪蒸处理，进一步脱除其中的溶剂，脱除的溶剂从闪蒸罐的顶部排出，剩余物质中聚合物的浓度高于90wt.％，从闪蒸罐底部排出。根据本专利技术的一些实施方式，该方法包括进行多次一级闪蒸操作。其中，所述一级闪蒸操作定义为聚合物溶液通过一次所述盘管加热器加热和一次闪蒸罐闪蒸处理。优选地，该方法包括一个以上闪蒸罐，且所述聚合物溶液通过盘管加热和一次闪蒸罐闪蒸称为一级闪蒸操作。经过一级闪蒸操作后，若聚合物溶液中的溶剂脱除效果未达到工艺要求，在保证聚合物溶液可输送的前提下，可以再采用多级加热与闪蒸串联操作，优选为一级闪蒸操作。本专利技术的方法中，经多级加热与闪蒸串联操作后回收的溶剂可以进入溶剂回收与精制系统，脱除其中的轻组分、重组分以及其它杂质后得以循环利用。为解决本专利技术的目的，本专利技术还提供了一种用于脱除聚合物溶液中溶剂的系统，包括：盘管加热器，用于对所述聚合物溶液进行加热处理，使聚合物溶液在盘管内分成稀溶液相和浓溶液相；立式管，包括进口、第一出口和第二出口，其中，所述进口与盘管加热器连接，所述第一出口用于分离出稀溶液相，所述第二出口与闪蒸装置连相连，所述第一出口位于所述第二出口之上；闪蒸装置，用于对浓溶液相进行闪蒸处理。根据本专利技术的一些实施方式，所述立式管上设置有温度监控装置和压力监控装置。其中，所述温度监控装置包括远传温度计，所述压力监控装置包括压力调整阀。在本专利技术中，为了使得聚合物溶液在引入至闪蒸罐之前分相，优选在聚合物溶液自盘管至闪蒸罐的立式管上设置远传温度计，用于监测盘管出口之后且闪蒸罐之前的聚合物溶液的温度。为了能够使得聚合物溶液在引入至闪蒸罐之前分相，优选在聚合物溶液自加热器至闪蒸罐的立式管上设置压力调整阀，用于监测加热器出口之后且闪蒸罐之前的压力。为解决本专利技术的目的，本专利技术还提供了一种上述系统在脱除聚合物溶液中溶剂方面的应用，包括：(1)将聚合物溶液引入至盘管加热器中进行加热处理，使聚合物溶液在盘管内分成稀溶液相和浓溶液相，并经由立式管的进口进入立式管；(2)稀溶液相经由立式管的第一出口分离排出，浓溶液相经由立式管的第二出口进入闪蒸装置；(3)在闪蒸装置内对所述浓溶液相进行闪蒸处理，脱除所述聚合物溶液中的溶剂。根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合物溶液为溶液聚合法所得的聚合物溶液；所述聚合物溶液中的聚合物的浓度为5～20wt.％，优选为6～15wt.％。根据本专利技术的优选实施方式，所述聚合物溶液中的聚合物包括橡胶、热塑性弹性体和丙烯酸树脂中的一种或多种，其中，橡胶优选包括丁二烯-苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法，包括：/n(1)将聚合物溶液引入至盘管加热器中加热，使聚合物溶液在盘管加热器内分成稀溶液相和浓溶液相；/n(2)对步骤(1)得到的浓溶液相进行闪蒸处理，脱除所述浓溶液相中的溶剂；/n所述聚合物溶液在所述加热过程中保持全液相状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种脱除聚合物溶液中溶剂的方法，包括：
(1)将聚合物溶液引入至盘管加热器中加热，使聚合物溶液在盘管加热器内分成稀溶液相和浓溶液相；
(2)对步骤(1)得到的浓溶液相进行闪蒸处理，脱除所述浓溶液相中的溶剂；
所述聚合物溶液在所述加热过程中保持全液相状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物溶液为溶液聚合法所得的聚合物溶液，包括聚合物和溶剂；所述聚合物溶液中的聚合物的浓度为5～20wt.％，优选为6～15wt.％。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述聚合物溶液中的聚合物包括橡胶、热塑性弹性体和丙烯酸树脂中的一种或多种，其中，橡胶优选包括丁二烯-苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶中的一种或多种，热塑性弹性体优选包括乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-α-烯烃-非共轭二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚合物溶液中的溶剂包括环己烷、环庚烷、甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷和正癸烷中的至少一种。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述稀溶液相的聚合物浓度小于1wt.％，所述浓溶液相的聚合物浓度为20-50wt.％。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述盘管加热器通过蒸汽进行加热，优选所述加热温度为100～250℃，更优选为150～220℃；和/或，所述盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文波，韩书亮，王路生，金钊，李昊坤，方园园，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11